天马科创投 · 投融研究所
天马科创投(Pegasus Tech Ventures)以投资者角度，对全球各行业、国际国内创新创业生态环境、国际国内投融资环境等进行研究与分析，推出研究分析、数据分析等报告。
【本期行业：烟气脱硝催化剂】就烟气脱硝催化剂行业的行业概况、产业链分析、市场分析、行业重点企业等进行汇总和分析，推出《烟气脱硝催化剂行业研究报告》。
摘 要
烟气脱硝催化剂行业研究报告揭示了氮氧化物(NOx)治理的关键性和其对环境保护的重要性。报告深入分析了中国烟气脱硝技术的现状，包括主流的选择性催化还原(SCR)技术、选择性非催化还原(SNCR)技术以及 SNCR/SCR 联合脱硝技术。特别关注了低温脱硝催化剂的研发进展及其面临的挑战。
报告显示，2023 年中国脱硝催化剂市场规模达到了115.5亿元人民币，火电市场占主导地位，而非火电市场的增长速度显著加快。随着环保政策的不断收紧和技术的持续创新，低温脱硝催化剂成为了市场的新焦点。行业内的领先企业，如远达环保、德创环保等，在技术创新、市场占有率和盈利能力方面表现突出。随着钢铁、水泥等行业对高效脱硝技术需求的增长，低温脱硝催化剂展现出巨大的市场潜力，为行业带来了前所未有的发展机遇。
报告目录一览
1 行业概览
（一）脱硝的概念
氮氧化物（NOx）是指只由氮、氧两种元素组成的化合物，主要包含一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），还包括氧化亚氮（N2O）和其他形态，氮氧化物都具有不同程度的毒性，会对环境和人体健康造成严重危害。氮氧化物治理的需要催生了烟气脱硝行业的发展。
脱硝是指将燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，即从烟道气或其他工业废气中去除氮氧化物的过程，防止环境污染。
（二）目前主流脱硝技术
当前中国工业应用的烟气脱硝技术可分为 SCR、SNCR 和 SNCR/SCR 联合脱硝技术。
表1 脱硝技术的比较
资料来源：天马科创投整理
1）SCR 脱硝技术
SCR 技术通过在催化剂的作用下，将烟气中的氮氧化合物与氨气进行反应，生产氮气和水。催化剂通常是以钒、钼或铜等金属为活性组分。SCR 技术在适宜的温度范围内能够达到高脱硝效率，通常可达到90%以上。SCR 技术适用于低温到中高温条件下的脱硝，温度范围通常在200~450摄氏度，目前 SCR 技术对催化剂的工作温度有较高要求，需要在较高温度下才能获得较高的催化活性，这增加了系统的能耗和成本。同时不同烟气组分和特性对 SCR 催化剂有不同的影响，需要针对具体烟气特性选择合适的催化剂。
图1 SCR 脱硝系统示意图
图片来源：环保在线
2）SNCR 脱硝技术
SNCR 技术通过在烟气中添加还原剂，如氨水或尿素溶液，利用高温下的氨与氮氧化物发生非催化还原反应，将氮氧化物转化为氮气和水。SNCR 技术适用于高温下的脱硝，温度范围通常在800摄氏度以上。相比于 SCR 技术，SNCR 技术的设备和催化剂成本较低。但 SNCR 技术在中低温下的脱硝效率相对较低，通常在60—70%左右，同时 SNCR 技术在高温条件下会产生氨逃逸和副产物，可能对环境和健康产生潜在影响。
图2 SNCR 脱硝系统示意图
图片来源：宜科环保
3）SNCR/SCR 联合脱硝技术
SNCR/SCR 联合脱硝技术由针对场地有限的循环流化床锅炉脱硝发展而来，是一种新型脱硝技术。首先，将 SNCR 中的还原剂喷射设备布置于炉膛最佳温度区间，再将 SCR 脱硝催化剂设置于上下省煤器之间，利用在前端 SNCR 系统喷入的适当过量的催化剂，在后端 SCR 系统催化剂的作用下进一步将烟气中的氮氧化物还原，以保证机组氮氧化物排放达标。与 SCR 脱硝技术相比，SNCR/SCR 联合脱硝技术中的 SCR 反应器较小，催化剂层数少，适用于部分氮氧化物生成的浓度较高、仅采用 SNCR 技术无法稳定达到超低排放的循环流化床锅炉。
图3 SNCR/SCR 联合脱硝系统示意图
图片来源：达标环保
（三）低温脱硝催化剂概念及工作原理
近些年来，随着复杂工况的出现对于脱硝催化剂工作环境有了新的要求，催生了低温脱硝催化剂行业。低温脱硝催化剂是低温 SCR 脱硝技术的一种，其建设成本占烟气低温脱硝工程成本的20%以上，运行成本占30%以上。低温脱硝催化剂的催化原理和工作机制与普通 SCR 脱硝工作原理相似，但催化剂起活温度更低，能够在较低温度下进行脱硝，从而实现了高效的脱硝过程。
催化剂在反应中充当了催化剂表面上的活性位点，通过吸附、反应和解吸附等步骤实现了高效的脱硝反应。
1) 吸附阶段
吸附阶段：氮氧化物和氨气在催化剂表面吸附，形成氧化物和氨气的吸附物种。这些物种可以通过化学吸附或物理吸附与催化剂表面相互作用。
2) 反应阶段
反应阶段：吸附的氮氧化物和氨气物种在催化剂表面发生反应。反应通常涉及氨氧化物和氮氧化物之间的氧化还原反应。其中，氨氧化物会被氧化为氮气，同时氮氧化物会被还原为氮气。这个过程是一个选择性的反应，即只有氨氧化物和氮氧化物之间的特性化学键才会发生反应。
3) 解吸附阶段
解吸附阶段：反应生产的产物（氮气和水）从催化剂表面解吸，释放出催化剂活性位点，为下一轮反应做好准备。
图4 SCR 催化剂反应过程
资料来源：元琛科技招股说明书
（四）低温脱硝催化剂发展现状
现有市场的低温催化剂存在催化剂起活温度较高、中低温下烟气中的高浓二氧化硫易被氧化生成硫酸氢氨（Ammonium Bisulfate，ABS），覆盖在催化剂表面导致催化剂失活等问题。
在低温脱硝催化剂中常见的包括贵金属催化剂、锰基和铈基等。
1) 贵金属催化剂
贵金属催化剂：因其高活性成为中低温 SCR 技术中最早使用的催化剂，主要研究的有 Pt（铂）、Ag（银）、Pd（钯）、Rh（铑） 等。贵金属在低温下具有优秀的催化活性、较强的热稳定性、较长的使用寿命等优良特性，但同时也具有价格昂贵，操作窗口窄（200-225℃），选择性较差，易氧化，对 SO2 敏感等缺点，从而限制了其工业化应用。
2) 锰基催化剂
锰基催化剂：由于锰（Mn）元素的特殊价层电子结构，从而在不同的化学反应中表现出不同的化合价，并且 Mn 氧化物本身就含有丰富的游离氧，在催化过程中能极大程度地完成催化循环，近年来众多的研究表明 Mn 基催化剂具有优异的低温脱氨催化性能。单纯的催化剂 MnOx、负载型 Mn 基催化剂以及含 Mn 的复合催化剂都具有很好的 SCR 活性。
3) 铈基催化剂
铈基催化剂：铈元素具有独特的储氧能力和较强的氧化还原性，近年来被广泛应用于脱硝。研究发现，铈元素与其他元素比如锰等元素的结合，不仅可以有效提升低温脱硝活性，还可提升抗水性，是一种潜力巨大的超低温脱硝催化剂，铈元素也被视为一种有效的中低温催化剂的活性组分。
2 产业链分析
图5 脱硝催化剂产业链全景图
资料来源：头豹研究院
（一）产业链上游分析
中国烟气脱硝行业产业链上游由脱硝设备、脱硝催化剂生产企业组成，主要为烟气脱硝企业提供设备及催化剂，助力烟气处理项目承包企业提高脱硝效果。中国烟气脱硝行业应用最多的技术为 SCR 和 SNCR 技术，根据使用方法的不同，对应设备也有较大差别。
1) 脱硝设备
SCR 法通过在催化剂的作用下利用 NH3 作为还原剂，将空气稀释后的 NH3 喷入到烟气中，与烟气均匀混合，后通过化学反应除去氮氧化物。SCR 设备包含喷嘴、反应器、压力表、混合器、计量器等。SCR 设备脱硝效率更高，元件更为复杂，因此设备价格较高，通常在12—30万元之间。
图6 SCR 脱硝设备
图片来源：金瑞能源
SNCR 法通过向高温烟气喷洒氨水，在燃烧阶段使氮氧化物固化。SNCR 设备较为简易，通常仅包含喷嘴及检测器等。脱硝设备价格在5—15万元之间。
图7 SNCR 脱硝设备
图片来源：冠能环保
2) 脱硝催化剂
当前中国烟气脱硝催化剂可按外形分为三类：蜂窝式催化剂、平板式催化剂、波纹式催化剂。
表2 脱硝催化剂类型
资料来源：天马科创投整理
图8 蜂窝式催化剂、平板式催化剂 、波纹式催化剂
图片来源：天马科创投整理
（二）产业链中游分析
中国烟气脱硝行业产业链中游主要包括烟气脱硝项目承接企业，此类企业围绕环境工程按工程总承包模式、委托运营模式、投资运营模式（PPP模式）等多种承接方式为火电企业、钢铁企业和焦化企业等提供烟气处理服务。
1) 工程总承包模式
工程总承包模式：是指受客户委托，按照合同约定提供烟气脱硝处理工程的设计、设备采购、工程施工、安装调试、试运行（竣工验收）等全过程或若干阶段的服务，并对建设工程的质量、安全、工期、造价全面负责。
2) 委托运营模式
委托运营模式：指由客户建设脱硝设施，建成后委托企业进行专业化运营，并支付一定的运营费用。委托运营模式可降低客户运营成本，同时降低企业前期资金投入风险。
3 投资运营模式（PPP模式）
投资运营模式（PPP模式）：是指由政府和社会资本在公共服务领域的合作模式，鼓励私营企业、民营资本同政府进行合作，参与公共领域建设。
（三）产业链下游分析
中国烟气脱硝行业产业链下游主要包含需要新安装烟气脱硝服务的企业和更新设备的企业，主要包括火电、煤矿、钢铁和化工类企业。
1) 火电及燃煤企业
火电和燃煤企业是烟气脱硝行业的主要目标客户，提供了50%以上的市场需求，由于火电企业中高温脱硝技术较为成熟且可选择企业较多，因此议价能力较强。火电和燃煤企业的烟气处理中，SCR 法、SNCR 法均有采用，其中 SCR 法由于烟气脱硝技术脱硝率最高，可使企业排放低于政策要求限值。根据使用的脱硝方法的不同，脱硝设备运行费用有着明显区别，火电厂 SCR 脱硝费用为0.012—0.014元/kwh，SNCR 法费用支出则少15%—20%。
2) 钢铁企业
钢铁企业为烟气脱硝行业提供了约20%的市场需求，钢铁厂烟气中包含硝化物，通常来自于高温炼钢时，空气中的氮气与氧气反应生产的一氧或二氧化氮有害气体。钢铁行业的脱硝设备须安装于烧结机中，操作难度较高且普遍需求较短工时完成，建设成本较高，钢铁企业通常选择脱硝效率高的技术来避免短时间内的设备改造。
3) 化工企业
化工企业为烟气脱硝行业提供了约7%的市场需求。化工企业通常以石油、天然气、煤等为基础原料，生产加工各种有机原料（如甲烷、乙烯及各种试剂等）。基础原料在进行生产加工时会产生氮氧化物，浓度通常较高，当前国内化工企业多采用 SCR 技术进行脱硝处理。
3 市场概况
2023 年我国脱硝催化剂市场已达到115.5亿元，其中火电脱硝催化剂市场为63.08亿元，较 2022 年增长4.52%，2017—2023 年 CAGR 为3.88%；2023 年非火电脱硝催化剂市场为52.47亿元，较 2022 年增长14.99%，2017—2023 年 CAGR 为23.21%，非火电脱硝催化剂市场规模快速增长，已接近火电脱硝催化剂市场规模。
图 9 中国脱硝催化剂市场规模
资料来源：天马科创投整理
（一）火电市场
火力发电的燃料煤炭在燃烧过程中会排放大量的烟尘和 NOx ，因此火电行业一直是国家大气污染治理的重点。自 2011 年至今，针对火电市场的烟气脱硝排放标准政策制定已超过了十年，适用于燃煤火电厂的催化剂在此期间蓬勃发展。根据国家能源局发布的统计信息，到 2023 年底，95%以上煤电机组实现了超低排放，我国已经建成全球最大的清洁煤电供应体系。火电行业的脱硝催化剂市场逐渐由增量转化为存量。
图10 全国火电发电装机容量
资料来源：天马科创投整理
目前绝大多数燃煤机组参与电网调度，因此在实际运行过程中，尤其是非用电高峰时，机组常常不能满负荷运行，甚至在30％以下的负荷区间运行。虽然机组在满负荷运行时省煤器出口温度大于350℃，但在中、低负荷下的 SCR 反应器入口，烟温经常会低于 SCR 催化剂的最佳反应温度窗口，此时氨气将与烟气中的三氧化硫反应生成铵盐，造成催化剂堵塞和磨损，降低催化剂的活性，使 SCR 脱硝系统无法正常运转，难以满足全负荷下低 NOx 排放的要求。为适应新形势下对大气污染物控制日益提高的要求，保证全负荷下氮氧化物满足超低排放，常规催化剂更换为能够适应更宽温度范围的低温 SCR 脱硝催化剂，成为现阶段电力企业最优选择。
（二）非火电市场
1) 钢铁行业
我国钢铁生产各工序均排放多种污染物 ，且不同工序排污量差距较大，其中烧结是排放的主要工序。烧结烟气成分复杂、烟气量大、烟温低，烟温和污染物浓度波动较大，波动与烧结机型、烧结机漏风率和生产负荷变化等相关，故脱硫脱硝设施应有较多的适应性。同时，随着烧结烟气排放标准的逐步加严，2012—2019 年，国家对烧结烟气 SO2 和 NOx 排放限值分别由200mg/m3、300mg/m3降至35mg /m3、50mg /m3 ，脱硫脱硝设施亟须提标改造或新建。
图11 钢铁生产流程和钢铁行业排污节点
图片来源：网络整理
目前 SCR 脱硝是工业脱硝的主流技术，同时凭借高效率、低成本和技术成熟等优势，SCR 脱硝也成为实现钢铁行业超低排放的主流技术。在超低排放标准执行后，在钢铁行业脱硝方法中 SCR 技术占比超70%。在种类繁多的 SCR 脱硝技术中，中高温 SCR 法成熟高效，但烧结烟气需经升温和补温至催化剂所需温度后再脱硝，能耗较大。因此对低温 SCR 催化剂的研发成为当前脱硝领域热点。低温 SCR 催化剂中，综合成本、稳定性和机械强度等因素，金属氧化物催化剂( 主要是 MnOx、CuO 和 Fe2O3 等) 更具研发优势，且以 MnOx 为主体的催化剂是当前部分催化剂企业研发重点。
2) 水泥行业
水泥产业是全球氮氧化物排放的主要来源之一，我国作为世界最大的水泥生产和消费国，近几年来，水泥年产量在20~25亿吨。新型干法水泥生产过程中使用煤作为燃料，排放的烟气含尘量大，组分复杂，主要对环境有危害的是 SO2、 SO3、NOx、CO2、CO 和飘尘。其中，NOx 对人体危害最大，又严重污染环境。2013 年，国家环境保护局公布了 GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》，NOx 排放标准由400mg/m3 （标）降至320mg/m3 （标）。随着国家对污染物排放标准要求越来越严格，水泥企业脱硝减排压力越来越大。
3) 生活垃圾行业
2021 年 5 月，国家发展改革委、住房城乡建设部联合发布了《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》，规划首先对“十三五”时期生活垃圾处理现状进行了总结。“十三五”期间，全国新建垃圾无害化处理设施500多座，城镇生活垃圾设施处理能力超过127万吨/日，生活垃圾无害化处理率达到99.2%，全国城市和县城生活垃圾基本实现无害化处理。
“十三五”期间，全国共建成生活垃圾焚烧厂254座，累计在运行生活垃圾焚烧厂超过500座， 焚烧设施处理能力58万吨/日，全国城镇生活垃圾焚烧处理率约45%，初步形成了新增处理能力以焚烧为主的垃圾处理发展格局。“十四五”规划对垃圾焚烧处理能力提出了具体目标，到 2025 年底，全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日，城市生活垃圾焚烧处理能力占比65%左右。
图12 我国生活垃圾无害化处理能力
资料来源：开源证券研究所
长期以来，垃圾焚烧发电行业，由于其烟气特殊性，国内已有的普通中高温催化剂无法适用，长期被国外产品所垄断。但不同于国外垃圾焚烧行业，我国由于垃圾分类不彻底，焚烧后烟气工况波动大且成分较为复杂，进口 SCR 脱硝催化剂稳定性比较差、且运行成本高，再加上催化剂单价高、项目投资也大，垃圾焚烧脱硝领域亟待一份中国化的解决方案。
（三）投融资情况
1) 烟气治理市场收紧
烟气脱硝行业会面临来自环保政策的影响，具有很强的政策驱动性，随着国家对环境保护法规政策的改革，可能会影响催化剂市场。自“十五”以来，我国烟气治理行业快速发展，行业企业数量不断增加，技术水平显著提升。根据烯牛数据库，2015 年以来，我国烟气治理行业投融资事件数量呈现先增后降的态势，其中 2016 年相关投融资事件数量超过30起，为近年来峰值；2019 年以来，我国烟气治理行业投融资事件数量显著下滑，2023 年投融资事件4起。
图13 2015—2023 年中国烟气治理行业融资情况
资料来源：天马科创投整理
2) 烟气治理市场融资规模下降
单笔融资金额总体向下。2015—2023 年国内烟气治理行业单笔融资金额最高出现在 2017 年，金额为44.42亿元，随后持续下降，到 2023 年融资金额仅0.29亿元。从烟气治理行业的投资轮次来看，2014 年以来，行业内B轮以前的投资较少，IPO、新三板上市以及定向增发事件较多。
图14 2015—2023 年中国烟气治理行业单笔融资金额情况
资料来源：天马科创投整理
3) 烟气治理行业兼并重组事件
2018 年以来，我国烟气治理行业共发生了3起兼并重组事件，从类型上来看，横向扩大规模是目前行业内最主要的兼并重组目的。
表3 烟气治理行业兼并重组事件
资料来源：天马科创投整理
4 烟气脱硝催化剂行业重点企业
（一）远达环保
国家电投集团远达环保股份有限公司（600292.SH）成立于 2008 年 4 月，2000 年在上海证券交易所主板上市，是国家电力投资集团有限公司旗下的国家电投集团远达环保股份有限公司的全资子公司，注册资本金1.28亿元。通过 CNAS 和 CMA 资质认证。2008 年 6 月与美国康美泰克公司签署《脱硝催化剂专有技术许可协议》，是美国康美泰克公司全球首家技术受让方。主要从事烟气脱硝催化剂的设计、生产、销售、研发、再生、回收和烟气脱硝技术改造、脱硝系统性能检测，以及脱硝催化剂专用二氧化钛（钛白粉、钛钨粉）生产、销售等业务，产业链覆盖广。
远达环保的主要产品有脱硫脱硝和环保工程等，2020—2023 年间脱硫脱硝及脱硝催化剂的营收占比分别为59.3%、61.0%、58.6%、59.5%，总体水平保持稳定。公司 2020—2023 年销售毛利率为14.2%、13.6%、13.1%、14.6%。
远达环保 2023 年报显示，前五名客户销售额13.43亿元，占年度销售总额32.14%。客户集中度中等，并不严重依赖于单一客户结构。
图15 远达环保营收情况
资料来源：天马科创投整理
（二）德创环保
浙江德创环保科技有限公司（603177.SH）成立于 2005 年，2017 年在上海证券交易所主板上市。公司专注于提供环保全产业链和新能源钠电应用整体解决方案，业务范围涵盖烟气治理、固危废治理、新能源等领域。德创环保拥有环境工程设计专项甲级资质及环保工程专业承包壹级资质。德创环保新型催化剂主要包括高温脱硝催化剂、中低温脱硝催化剂、脱二噁英催化剂。在催化剂生产上，是国内少数几家同时能生产蜂窝催化剂与平板催化剂的生产厂家，参与起草五项催化剂国家标准。
2020—2023 年，公司脱硝催化剂营业收入分别为 1.86亿元、2.13亿元、2.65亿元、3.27亿元，营收占比保持在30%—40%左右浮动；公司主营业务脱硝催化剂毛利率稳定增长，分别为20.42%、17.31%、23.08%、25.96%。
德创环保 2023 年年报显示前五名客户销售额3.53亿元，占年度销售总额44.39%，客户集中度中等水平，一定程度上依赖于稳定客户结构。
图16 德创环保营收情况
资料来源：天马科创投整理
（三）元琛科技
安徽元琛环保科技股份有限公司（688659.SH）成立于 2005 年，2021 年在上海证券交易所科创板挂牌交易，专注于环保领域技术研发及应用，主要从事过滤材料、烟气净化系列环保产品的研发、生产、销售，主要产品为各类耐高温耐腐蚀滤袋和 SCR 脱硝催化剂，公司产品可应用于电力、钢铁及焦化、垃圾焚烧、水泥和玻璃等行业，逐渐形成了围绕环保新材料及危废循环业务、第三方检测业务、双碳智慧管理业务、能源与环境安全在线监测及预警系统业务的集成服务平台，并通过了 CNAS 和 CMA 资质认证。
2020-2023 年，公司营业收入从4.5亿元增长至5.2亿元，CAGR 为4.56%，归母净利润从0.62亿元降至-0.25亿元，由盈转亏。公司脱硝催化剂产品收入从1.93亿元增长至3.02亿元，CAGR 为16.09%，收入占比从42%提升至57%，毛利率保持在30%以上水平。
公司下游客户分散，核心用户包括国家电投集团、中电国瑞、龙净环保、山东国舜、清新环境、首钢京唐、 中钢天澄、安丰钢铁、海螺水泥、华润水泥和信义玻璃等，2023 年公司前五大客户收入占比为17.26%，集中度较低。
图17 元琛科技营收情况
资料来源：天马科创投整理
（四）华电光大
北京华电光大环境股份有限公司（871633.NQ）成立于 2013 年，2017 年新三板挂牌上市，是国家高新技术企业、北京市“专精特新”中小企业，主营业务为中温 SCR 板式脱硝催化剂、宽温差 SCR 板式脱硝催化剂、低温 SCR 板式脱硝催化剂、联合脱硝脱汞催化剂等研发、设计、生产、销售以及脱硝技术服务。华电光大生产的脱硝催化剂主要应用于火力发电、钢铁、焦化、石油、化工、 玻璃窑炉、水泥、固废焚烧、废液焚烧等行业的烟气脱硝治理工程中。主要客户为大中型燃煤电厂、钢铁集团以及为这两个行业提供服务的环保工程公司。
华电光大营收以催化剂为主，占比90%以上。2020—2023 年，脱硝催化剂产品 CAGR 为28.4%，营收分别为1.49亿元、1.43亿元、2.55亿元、3.16亿元，当年营收占比分别为96.1%、91.1%、94.8%、95.8%。2020—2023 年，脱硝催化剂产品毛利率分别为27.71%、19.37%、21.39%、29.20%；净利率分别为5.26%、0%、7.06%、12.73%。
华电光大 2022 年前五大客户合计销售额7287.77万元，占营收比例27.94%， 客户集中度较低。
图18 华电光大营收情况
资料来源：天马科创投整理
综上，脱硝催化剂市场非常依赖于环保政策的制定，近年来随着我国环保排污标准逐步与国际标准接轨，污染减排市场趋于紧缩饱和，投融资情况逐步收紧。总体来看，烟气脱硝催化剂行业市场已经进入成熟期，上中下游产业链比较完善。从市场情况来看，中高温烟气脱硝市场基本饱和，新应用场景的出现和烟气脱硝环境的改变催生低温烟气脱硝市场发展，市场对于低温脱硝催化剂需求扩增，随着脱硝催化剂技术革新和新材料催化剂的研发，低温脱硝催化剂市场有望实现进一步增长。
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